聚氨酯弹性体的降解及其稳定剂

TPUS 聚氨酯热塑性弹性体（聚氨酯TPUS）热塑性聚氨酯弹性体就其价格和性能而言，在TPE系列中占有较大的优势。

热塑性聚氨酯（TPUS）具有很宽广的韧性，其一般应用越来越广泛。

它们即使在低温条件下有较高的柔性，并具有很高的耐磨性能。

这些弹性体还有很好的粘着特性。

TPUS在通用的挤塑和注塑成型设备上很容易进行加工，它们的用途也极为广泛。

其分子结构是由许多个酯和醚组成的，使得性能产生很大的变化。

TPUS 很容易混配，并常与其它相容的高聚物如PVC共混，生成“超级共混物”。

这种性能上的多变性也带来了它们更多的商业应用，主要如汽车、电缆、导线和薄膜等。

TPUS现在的消耗量约计为6 500万磅／年，1990年年增长率为5～7％。

化学象苯乙烯共聚物一样，TPUS也是嵌段共聚物，并具有软硬交替的区域（或相）。

这些链段的比率也就确定了高聚物的性能特征（如硬度）。

然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那样，是由加成聚合形成的单体链节的简单重复，而是缩聚反应形成的桥式结构。

许多材料都可被加到聚氨酯桥（骨架）的任一边，使得性能发生很大的变化。

TPUS的性能就可从非常软到很坚硬，或从很柔软到具有很高的刚性，或从可吸收水的亲水型到憎水型。

TPUS分为两种主要类型即酯型和醚型。

酯型TPUS 通常它是两种类型中较坚韧的一种，接触水时会发生水解和降解。

醚型TPUS 不会发生水解和生物降解，即使长时间暴露或直接埋置。

但它没有酯类TPUS那样坚硬，耐化学试剂和油的性能较差。

两种类型的材料都有点吸湿的趋向，加工前应进行于燥。

（有些学者把基于聚己内酯列作第三种类型的TPU，这种材料是一种酯类，但它比其它酯类材料有更好的耐水解性能，其它的性能介于醚型和酯型材料之间。

而聚己内酯是通过一个不同于缩聚反应的过程制备的）。

性质TPUS性能变化范围为：抗张强度28．3至62MPa，酯型较高，醚型较低；300％定伸模数为7．6至33 SMPa；伸长率为225至570％；密度为1．14至1．20，醚型较低。

⾼耐候耐磨弹性聚氨酯固化剂（EPU固化剂）狄志刚，付敏，朱晓丰，潘云飞，谭伟民(中海油常州涂料化⼯研究院，常州213016)摘要：制备了⼀种弹性聚氨酯固化剂(EPU固化剂)，讨论了多元醇⽤量、氟树脂的品种和⽤量、配漆物质的量之⽐等对涂层性能的影响，与传统HDI三聚体和市售弹性聚氨酯固化剂固化的涂层相⽐，在耐候性、耐磨性、⼒学性能、⽔解稳定性以及与复合材料底材附着⼒等⽅⾯具有明显优势。

对风电叶⽚⽤涂料的要求和EPU固化剂⽤于风电叶⽚保护涂料的可⾏性做了分析。

关键词：弹性聚氨酯固化剂;氟树脂;耐磨涂料;⾼耐候性;风电叶⽚0·引⾔⾃1937年德国OttoBayer博⼠⾸次以将异氰酸酯合成出具有实⽤价值的⼯业化聚氨酯⾼分⼦化合物以来，聚氨酯树脂以其优异的化学性能和物理机械性能得到了⼴泛的应⽤，⽬前其产量已经成为仅次于醇酸涂料和酚醛涂料之后的第三⼤涂料产品[1-2]。

其中，弹性聚氨酯涂料是⽐较特殊的⼀类，其原材料品种繁多，理化⼒学性能的可调节范围很⼤，最突出的特点是具有类似橡胶的⾼弹性、⾼强度、⾼耐磨、⾼抗裂和⾼抗冲性能。

随着⾼分⼦科学和合成技术的发展，对聚氨酯树脂的研究已达到了分⼦设计⽔平，可以根据需要进⾏结构设计，在保留聚氨酯树脂优异性能的同时，引⼊其他功能基团并赋予各种不同的性能，以满⾜不同的使⽤需要。

氟树脂因具有优异综合性能，尤其是含羟基、可溶性氟树脂的出现，给氟树脂带来了巨⼤的应⽤空间，⽤氟树脂对聚氨酯树脂进⾏化学改性，可以兼具两种树脂的优点，弥补相互的不⾜，从⽽达到提升产品品质，拓宽聚氨酯树脂使⽤范围的⽬的。

本⽂以耐候性脂肪族共聚酯和羟基氟树脂为主要原料，与异佛尔酮⼆异氰酸酯(IPDI)反应，合成了⼀种⾼耐候耐磨弹性聚氨酯固化剂(EPU固化剂)，可以与⾼耐候性丙烯酸、聚酯、有机硅等羟基组分配合，制备出性能优异的涂料产品。

1·试验部分1.1原材料脂肪族共聚酯：⾃制;氟树脂：RF-101，⾩新氟化学有限公司;三羟甲基丙烷(TMP)：⼯业品，瑞典;异佛尔酮⼆异氰酸酯(IPDI)：≥99.8%，⼯业品，德国拜⽿公司;阻聚剂：⾃制。

聚氨酯抗水解剂为什么是用碳二亚胺聚氨酯抗水解剂是位阻芳香族碳二亚胺类抗水解稳定剂，其与水解产物羧酸或水发生反应，阻止自催化水解的降解发生,提高许多聚合物的使用寿命，特别是在高温潮湿及酸碱环境等苛刻使用条件下的聚氨酯抗水解、耐水解稳定性能的提升。

主要应用在于聚氨酯类产品的稳定，聚氨酯制品如：PU 体系、MDI 预聚体、TPU、粘合剂和EVA 等易水解塑料的水解稳定剂。

目前，聚酯型聚氨酯抗水解剂在消费品中具有广泛的应用，在某些商品的使用中，聚氨酯水解降解一直是很重要的问题，特别是某些人造皮革做的鞋、车内及室内外装饰，衣料更是如此。

大多数人工皮革是以聚酯型聚氨酯为基础的。

这类产品使用聚氨酯抗水解剂比聚醚型聚氨酯更易水解。

既然聚氨酯抗水解剂对碳二亚胺类有水解稳定的效果，那么什么叫聚氨酯呢？所谓的聚氨酯，是指在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。

聚氨酯分为：聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。

聚酯型是以二异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚氨酯。

聚醚型聚氨酯是以二异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。

建议用途：优质高效抗水解剂，耐水解剂；聚氨酯（PU），丙烯酸酯（ACM、AEM），醋酸乙烯酯（EVA、EWM）等橡胶弹性体，涂料及粘合剂；聚酯，尼龙等工程塑料及粘合剂；用量一般为0.1-0.5%。

聚氨酯抗水解剂专用于聚碳化二亚胺耐水解剂，是在特定反应条件下，特定缩聚而成的聚碳化二亚胺。

通常反应活性很低，常温或稍高温度下和过氧化物等强氧化剂、硫酸、促进剂等还原剂都没有反应性，是性能很稳定的化学品；高温下可以和水、苯酚、醇和酮胺起加成反应；该产品和羧酸，磺酸有很强的反应性，生成结构稳定的酰脲，可以通过这个反应，消除高分子材料中的酯基、缩二脲基、脲基甲酸酯基、氨基甲酸酯基、脲基等易水解基团水解产生的羧基，有效终止高分子材料的自引发裂解的进程，同时降低了材料酸值；由于分子中含一个或更多反应基团，在水解严重的材料中，可以产生断链再接效果，使体系强度提高。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------聚氨酯弹性体的降解及稳定剂聚氨酯弹性体的降解及稳定剂发布日期:2019-9-9 7161 人次浏览【双击鼠标滚屏】热氧降解及其稳定剂热氧降解反应热氧降解是被大气中的氧气引发的自由基链式过程。

对于热氧降解，聚酯型 PUE 比聚醚型 PUE 更稳定，这是由于酯基的内聚能大于醚基的内聚能。

聚醚型 PUE 的热氧降解过程是由在靠近醚键的碳原子上形成氢过氧化物所引发的。

该过程在80℃开始，超过100℃时反应加速。

聚氨化丙烯二元醇比聚氧化乙烯二元醇更容易发生热氧化降解，这是因为叔碳原子上的氢原子稳定性差，形成不稳定的氢过氧化物，从而诱发了自动氧化过程。

热氧降解稳定剂用作 PUE 的热氧降解稳定剂有两类，一类是自由基链封闭剂，另一类是过氧化物分解剂。

自由基链封闭剂自由基链封闭剂有受阻酚和芳香族仲胺两类。

受阻酚类自由基链封闭剂有 4-甲基-2， 6-二叔丁基苯酚、四[-丙酸]季戊四醇酯、 2， 2-亚甲基-双、三甘醇双-3-丙酸酯。

芳香族仲胺类的自由基链封闭剂有 N， N-二苯基对苯二胺、 N-苯基-N-环已基对苯二胺、 N， N-二--萘基对苯二胺、 N-苯基- N-异丙基对苯二胺。

1/ 8自由基链封闭剂的稳定机理[4]是：它们的分子中所含的活性氢原子与热氧降解过程中生成的大分子自由基反应，生成大分子氢过氧化物和稳定的自由基。

以 4-甲基-2， 6-二叔丁基苯酚为例，受阻酚类化合物稳定过程。

以N， N-二苯基对苯二胺为例。

过氧化物分解剂过氧化物分解剂有硫酯和亚磷酸酯两类[1， 4， 6]。

硫酯类化合物有硫代二丙酸月桂酯、 2， 2-硫代双[3-丙酸乙酯]等。

亚磷酸酯类化合物有亚磷酸三、二亚磷酸季戊四醇二异癸酯和亚磷酸苯二异癸酯等。

什么是抗水解稳定剂抗水解稳定剂的应用抗水解稳定剂对于聚酯水解稳定起到的效果怎么样？我们先要了解怎么叫聚酯以及抗水解剂。

顾名思义聚酯是指：由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称。

主要指聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚芳酯等线型热塑性树脂。

是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。

也可制成聚酯纤维和聚酯薄膜。

聚酯包括聚酯树脂和聚酯弹性体。

聚酯树脂又包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))和聚芳酯(PAR)等。

经过咨询有关这方面的专业技术指标获悉：抗水解稳定剂学名，双(2,6- 二异丙基苯) 碳二亚胺CAS 2162-74-5，分子量362.55，外观：白色或类白色结晶粉末，熔点49-53℃，纯度≥99.0%（GC），干燥减重≤0.5%，灰分≤0.1%抗水解稳定剂是位阻芳香族碳二亚胺类抗水解稳定剂，其与水解产物羧酸或水发生反应，阻止自催化水解的降解发生，提高许多聚合物的使用寿命，特别是在高温潮湿及酸碱环境等苛刻使用条件下的抗水解、耐水解稳定性能的提升。

主要应用在主要用于聚酯类产品的稳定( 如PET、PBT 和TPEE)、聚氨酯制品( 如PU 体系、MDI 预聚体、TPU、粘合剂)，聚酰胺尼龙制品和EVA 等易水解塑料的水解稳定剂。

也许会有很多的用户会疑惑，抗水解稳定剂在产品里要添加多少的量才合适呢？对于这个问题只能这样跟大家说，对于不同的产品添加的量也是不同的。

如：PET或PBT：推荐添加量为0.5-2.0 wt.%。

可提高水解性能3-7倍（高温高压试验121℃，2kg/cm2）。

PLA等生物可降解聚酯类：推荐添加量为0.5-2.0 wt.%。

可提高存储稳定性、抗水解性能3-7倍。

聚酯多元醇类：推荐添加量为0.5-1.0 wt.%。

可迅速降低多元醇的酸值。

同时，材料的抗水解性能可提高3倍以上。

这样得到的聚酯多元醇可用于耐水解PU浆料、浇铸PU弹性体以及TPU的生产。

聚氨酯材料的降解机理及其稳定剂季　宝　许　毅　翟现明(山西省建筑科学研究院　太原030001)摘　要:综述了聚氨酯(P U)材料的光降解、热氧化降解、水解等降解机理,以及用作光稳定剂、热氧化稳定剂、水解稳定剂的产品种类及其协调作用。

聚氨酯材料的使用环境不同,降解机理也不同,正确选用稳定剂并进行应用是提高P U材料性能的一种简单而有效的手段。

关键词:聚氨酯;耐候性;降解;稳定剂中图分类号:T Q323.8 文献标识码:A 文章编号:1005-1902(2008)06-0039-04 聚氨酯材料由于具有优良的性能、多种产品形态和简便的成型工艺而广泛应用于各行各业[1],但和其它高分子材料一样,聚氨酯材料在户外使用,易发生老化而使产品性能下降。

其主要影响因素包括紫外线、高温、氧气和水分等。

为了抑制由上述因素引起的降解行为,在材料中添加稳定剂是一种常见并且相对简便的方法,可以改善聚氨酯材料的耐侯性。

本文叙述了由上述几种因素引起的聚氨酯材料降解的机理,以及添加稳定剂的种类及其协调作用,指出添加稳定剂可以更好地改善聚氨酯材料的耐候性。

1　光降解机理及其稳定剂1.1　光降解机理聚氨酯材料受光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化降解过程称为聚氨酯的光老化降解。

聚氨酯材料的吸收波长一般在290～400n m之间,吸收一定波长的光后,聚氨酯材料中分子链断裂,最终导致产品的物理性能被破坏。

同时,降解所形成的生色基团会引起聚氨酯材料颜色加深。

1.1.1　胺的氧化以芳香族聚氨酯材料为例,当聚氨酯吸收波长大于340n m的光线后,异氰酸酯中的亚甲基发生氧化,生成不稳定的氢过氧化物,进而生成发色基团醌-酰亚胺结构,该结构导致聚氨酯材料变黄;材料进一步氧化后,生成二醌-酰亚胺结构,颜色继续加深,最后变为琥珀色,反应方程式见式(1)[2]: 当聚氨酯材料吸收波长为330～340n m的光线后,发生p h o t o-f r i e s重排,生成伯芳胺,进一步降解,产生变黄产物[3],反应方程式见式(2)。

助剂是橡胶工业的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂，按所起作用的不同，可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。

1 合成助剂1.1 催化剂及阻聚剂在聚氨酯弹性体的合成中，为了加快主反应的速度，往往需要加入催化剂，常用的催化剂有叔胺和有机锡两类，叔胺类有三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺、二甲基乙醇胺、吗啡啉等，其中以三乙烯二胺最重要；有机锡类有辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。

此外，还有有机汞、铜、铅和铁类，以有机铅、汞最为重要，如辛酸铅和乙酸苯汞等。

有机二元酸，如己二酸、壬二酸可作为聚醚型聚氨酯浇注橡胶的催化剂。

胺类催化剂多用于泡沫配方中的成泡反应，在聚醚体系中，胺和锡类催化剂并用可获得最佳的泡孔结构。

有机锡类催化剂通常催化HO和NCO反应过程，可避免OH的副反应，该类催化剂除提高总的反应速率外，还能使高分子质量多元醇与低分子质量多元醇的反应活性趋于一致，从而使制得的预聚物具有较窄的分子质量分布和较低的粘度。

使用催化剂对弹性体最终制品的性能是有不良影响的，主要影响高温性能和耐水解性。

阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、己二酰氯等。

1.2 扩链剂和扩链交联剂在聚氨酯弹性体的合成中，扩链剂是指链增长反应必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇类、烯丙基醚二醇等。

浇注型聚氨酯弹性体除烯丙基醚二醇不适用外，其他扩链或扩链交联剂都可以使用，热塑性聚氨酯弹性体仅使用二醇类；混炼型聚氨酯弹性体既可使用二醇也可用烯丙基醚二醇类。

一般低分子质量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂，脂肪族二元醇有乙二醇、丁二醇和己二醇等，其中最重要的是1，4-丁二醇（BDO），在制备热塑性聚氨酯时用得最多，它不仅起扩链作用，还可调整制品硬度。

在芳香族二元醇中，较重要的是对苯二酚二羟乙基醚（HQEE），其结构式是：它能提高聚氨酯弹性体的刚性和热稳定性；另一种芳族二醇是间苯二酚二羟乙基醚（HER），它能最大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性，而同时又可将收缩率限制到最小。

聚氨酯弹性体聚氨酯弹性体的原料种类繁多，大分子结构中基团组成和排列复杂，而且聚氨酯弹性体的合成方法和加工方法多种多样，这样就构成了聚氨酯弹性体化学结构的复杂性和物理构象的明显差异，从而导致聚氨酯弹性体性能的改变。

聚氨酯弹性体是在固体状态下使用，在各种外力作用下所表现的机械强度是其使用性能最重要的指标。

一般来说，聚氨酯弹性体和其它高聚物一样，其性能与分子量、分子间的作用力、链段的韧性、结晶倾向、支化和交联，以及取代基的位置、极性和体积大小等因素有着密切的关系，但是,，聚氨酯弹性体与烃系（PP、PE等）高聚物不同，其分子结构是由软段（低聚物多元醇）和硬段（多异氰酸酯、扩链交联剂等）嵌段而成的，在其大分子之间，特别是硬链段之间的静电力很强，而且常常有大量的氢键生成，这种强烈的静电力作用，除直接影响力学性能外，还能促进硬链段的聚集，产生微相分离，改善弹性体的力学性能和高低温性能。

1、机械性能与结构的关系聚氨酯弹性体的机械性能取决于聚氨酯弹性体的结晶倾向，特别是软链段的结晶倾向，但是，聚氨酯弹性体是在高弹状态下使用的，不希望出现结晶，所以，就需要通过配方和工艺设计，在弹性和强度之间找到平衡，使制备的聚氨酯弹性体在使用温度下不结晶，具有良好的弹性，而在高度拉伸时能迅速结晶，并且这种结晶的融化温度在室温上下，当外力解除后，该结晶迅速融化，这种可逆结晶结构对提高聚氨酯弹性体的机械强度是非常有益的。

聚氨酯弹性体能否具有可逆结晶，主要取决于软链段的极性、分子量、分子间力和结构的规整性。

聚酯的分子极性和分子间力大于聚醚，所以聚酯型聚氨酯弹性体的机械强度大于聚醚型聚氨酯弹性体；软链段中的侧基会使结晶性降低，从而会降低制品的机械性能。

聚氨酯硬链段的结构对聚氨酯弹性体的机械性能也有直接和间接的影响，通常，芳族二异氰酸酯（如MDI、TDI）要大于酯族二异氰酸酯（如HDI）；有对称结构的二异氰酸酯（如MDI）能赋予聚氨酯弹性体更高的硬度、拉伸强度和撕裂强度；扩链交联剂结构对弹性体机械性能的影响与二异氰酸酯相似。

聚氨酯弹性体的【2 】特征与运用1.聚氨酯弹性体的特征聚氨酯弹性体的分解机能出众,任何其他橡胶和塑料都无与伦比.并且聚氨酯弹性体可依据加工成型的请求进行加工,几乎能用高分子材料的任何一种常规工艺加工,如混炼模压.液体浇注.熔融打针.挤出.压延.吹塑.胶液涂覆.纺丝和机械加工等.聚氨酯弹性体的用处十分普遍,产品几乎遍及多用范畴.聚氨酯弹性体分解机能出众,重要表如今弹性体兼备了从橡胶到塑料的很多宝贵特征.（1）硬度规模宽.并且在高硬度下仍具有优胜的橡胶弹性和伸长率.（2）强度高.在橡胶硬度下他们的拉伸强度和扯破强度比通用橡胶高得多;在塑料硬度下,他们的冲击强度和曲折强度又比塑料高得多.（3）机能的可调节规模大.多项物理机械机能指标均可经由过程对原材料的选择和配方的调剂,在必定规模内变化,从而知足用户对成品机能的不同请求（4）耐磨.有“耐磨橡胶”的佳称.特殊是在有水.油等润湿介质消失的工作前提下,其耐磨性往往是通俗橡胶材料的几倍到几十倍.金属材料如钢铁等固然很坚硬,但并不必定耐磨,如黄河浇灌区的大型水泵,其过流部件金属口环和破坏圈经由大量泥沙的冲刷,用不了几百小时就轻微磨损漏水,而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和破坏圈则持续运行1800小进仍未磨损.其它如碾米用的砻谷机胶辊.选煤用的振动筛筛板.活动场的径竞走道.吊车铲车用的动态油密封圈.电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地.在此需提到的一点是,要进步中低硬度聚氨酯弹性体系体例件的摩擦系数,改良在承载负荷下的耐磨机能,可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝.石墨或硅油等润滑剂.（5）耐油.聚酯型聚氨酯弹性体的耐油性不低于丁腈橡胶,与聚硫橡胶相当. （6）耐臭氧机能优秀.（7）吸震.抗辐射和耐透气机能好.（8）加工方法多样,实用性普遍.聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼.混炼.硫化工艺成型(指MPU);也可以制成液体橡胶,浇注模压成型或喷涂.灌封.离心成型(指CPU);还可以制成颗粒料,与通俗塑料一样,用打针.挤出.压延.吹塑等工艺成型(指CPU).模压或打针成型的制件,在必定的硬度规模内,还可以进行切割.修磨.钻孔等机械加工.加工的多样性,使聚氨酯弹性体的实用性十分普遍,运用范畴不断扩展.这些长处恰是聚氨酯弹性体在军工.航天.声学.生物学等范畴获得普遍运用的原因.聚氨酯弹性体的不足方面：（1）内生热大,耐高温机能一般,特殊是耐湿热机能不好.正常运用温度规模是-40~120℃运用.若需在高频振荡前提或高温前提下长期感化,则必须在构造设计或配方上采取响应改性措施.（2）不耐强极性溶剂和强酸碱介质.在必定温度下,醇.酸.酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解,氯仿.二氯甲烷.二甲基甲酰胺.三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀下面具体介绍聚氨酯弹性体的重要机能.1.1硬度通俗橡胶的硬度规模为邵A20至邵A90,塑料的硬度规模约为邵A95至邵D100,而聚氨酯弹性体的硬度规模低至邵A10,高至邵D80,并且不须要填料的关心.尤其宝贵的是弹性体在塑料硬度下仍具有优胜的橡胶弹性和伸长率,而通俗橡胶只有靠添加大量填料,并以大幅度降低弹性和延长率作为代价才能获得较高的硬度.据报道,当硬度高于75D时,其弹性将轻微损掉,当硬度高于85D时,就不成弹性材料了.1.2机械强度聚氨酯弹性体的机械强度高,表如今杨氏模量.扯破强度和承载力等方面. 1.2.1 杨氏模量和拉伸强度在弹性限度内,拉伸应力与形变之比叫做杨氏模量（E）或者成为弹性模量.聚氨酯弹性体和其他弹性体一样,只有在低伸长时（约2.5%）才遵守胡克定理.但是它的杨氏模量要比其他弹性体高得多.并且聚氨酯弹性体的杨氏模量规模遍及橡胶和塑料,规模之宽,其他材料无可比拟.1.2.2扯破强度聚氨酯弹性体的扯破强度很高,尤其是聚酯型,约为自然橡胶的2倍以上. 1.2.3承载才能固然在低硬度下聚氨酯弹性体的紧缩强度也不高,但是聚氨酯弹性体可以在保持橡胶弹性的前提下进步硬度,从而达到很高的承载才能.而其他橡胶的硬度受到很大的局限,所以承载才能无法大幅度的进步.1.3耐磨机能聚氨酯弹性体的耐磨机能异常凸起,测试成果一般在0.03～0.20mm3/m规模内,约为自然橡胶的3～5倍.现实运用中,因为润滑剂等身分的影响,其后果往往更好.耐磨性与材料的扯破强度和表面状态等关系很大.聚氨酯弹性体的扯破强度比其他橡胶高得多,但是他本身的摩擦系数并不低,一般在0.5以上,这就须要在现实运用中留意添加油类润滑剂,或加少量二硫化钼或石墨.硅油.四氟乙烯粉等,以降低摩擦系数,削减摩擦生热.此外,摩擦系数还与材料硬度和表面温度等身分有关.在所有情形下,摩擦系数都随硬度的降低而进步,随表面温度的升高而上升.约60℃达到最大值.1.4耐油和耐药品机能聚氨酯弹性体,特殊是聚酯型聚氨酯弹性体,是一种强极性高分子材料.和非极性矿物油的亲和性小,在燃料油（如石油.汽油）和机械油（如液压油.机油.润滑油等）中几乎不受侵蚀,比通用橡胶好的多,可以与丁腈橡胶媲美.但是,在醇.酯.酮类及芳烃中溶胀较大,高温下逐渐损坏.在卤代烃中溶胀明显,有时还产生降解.聚氨酯弹性体浸在无机物溶液中,假如没有催化剂的感化,和浸在水中类似.在弱酸.弱碱溶液中降解比在水中快, 强酸强碱对聚氨酯的浸蚀感化更大.聚氨酯弹性体在油中的运用温度为110℃以下,比空气中的运用温度高.但是,在多工程运用中,油老是被水污染的.实验表明,只要油中含有0.02%的水,水几乎可全体转移到弹性体中,这时,运用后果就会产生明显差异.1.5耐水机能聚氨酯弹性体在常温下的耐水机能是好的,一二年内不会产生明显水解感化,尤其是聚丁二烯型.聚醚型和聚碳酸酯型.经由过程强化耐水实验,用外推法得出,在25℃的常温水中,拉伸强度损掉一半所须要的时光,聚酯型弹性体（聚己二酸乙二醇丙二醇酯-TDI-MOCA）为10年,聚醚型弹性体（PTMG-TDI-MOCA）为50年,即聚醚型为聚酯型的5倍.1.6耐热和耐氧化机能聚氨酯弹性体在惰性气体（如氮气）中的耐热机能尚好,常温下耐氧和耐臭氧机能也很好,尤其是聚酯型.但是高平和氧的同时感化就会加速聚氨酯的老化过程.一般的聚氨酯弹性体在空气中长时光持续运用的温度上限是80-90℃,短时光运用可达到120℃,对热氧化变现消失明显影响的温度约为130℃.按品种来说,聚酯型的耐热氧化机能比聚醚型的好.在聚酯型中,聚己二酸己二醇酯型的好于一般聚酯型.在聚醚型中,PTMG又好于PPG型,并且均随弹性体硬度进步而改良.此外一般的聚氨酯弹性体在高温情形下强度降低明显.1.7低温机能聚氨酯弹性体有优胜的低温机能,重要表如今脆性温度一般都很低（-50～-70℃）,有的配方（如PCL-TDI-MOCA）甚至更低的温度也不脆化.同时小数品种（如PTMG-TDI-MOCA）的低温弹性也很好.-45℃的紧缩耐寒系数可达到0.2-0.5的程度,但是多半品种,特殊是一些大宗品种,如一般的聚酯型弹性体,低温结晶偏向比较大,低温弹性不好,作为密封件运用,在-20℃一下轻易初相漏油的现象.跟着温度的降低,聚氨酯弹性体的硬度.拉伸强度.扯破强度和扭转刚性明显增大,回弹和伸长率降低.1.8吸振机能聚氨酯弹性体对交变应力的感化表现出明显的滞后现象.在这一过程中外力感化的一部分能量消费于弹性体的分子的内摩擦,改变成为热能.这种特征叫做材料的吸振机能,也称为能量接收机能或阻尼机能.吸振机能平日用衰减系数表示.衰减系数表示产生形变的材料能接收施加给它的能量的百分数.它除了与材料的性质有关外,还与情形温度.振动频率有关.温度越高,衰减系数越低,振动频率越高,接收能量越大.当频率与大分子的松懈时光邻近时,接收的能量最大.室温下的聚氨酯弹性体可接收振动能量的10%-20%,比丁腈橡胶还好.适于在形变幅度小时接收大的冲击力,而在形变幅度大的接收小的冲击力.此外,滞后现象产生内生热,使弹性体温度升高.因为弹性体温度上升,其回弹性进步,减震机能降低,所以,在设计减振件时必定要斟酌诸机能的均衡.1.9电机能聚氨酯弹性体的电绝缘机能在一般工作温度下是比较好的,大体相当于氯丁橡胶和酚醛树脂的程度.因为它既可以浇注成型,又可热塑成型,故常用作电器元件灌封和电缆护套等材料.聚氨酯弹性体因为其分子极性比较大,对水有亲和性,所以其电机能随情形温度变化比较大,同时也不实用于高频电器材料运用.此外,聚氨酯弹性体的电机能随温度的上升而降低,随材料的硬度上升而进步.1.10耐辐射机能在合成高分子材估中,聚氨酯弹性体的耐高能射线的机能是很好的.在105-106Gy辐射剂量下仍具有知足的运用机能.但是对于淡色或者透明的弹性体在射线的感化下会消失变色现象,与在热空气或大气老化实验时不雅察到的现象类似.1.11耐霉菌机能聚醚型聚氨酯的耐霉菌机能还好,测试等级为0-1级,即根本不长霉菌.但聚酯型聚氨酯不耐霉菌,测试成果为轻微长霉,不适于热带.亚热带野外运用和在湿热的前提下存放.在野外和湿热情形中运用的聚酯型聚氨酯弹性体,在配方中都要添加防霉剂（如八羟基喹啉铜.BCM等,一般用量在0.1%-0.5%）一改良其耐霉菌机能.1.12生物医学性聚氨酯材料具有极好的生物相容性,急慢性毒理实验和动物实验证实,医用聚氨酯材料无毒,无至畸变感化,无过敏反响,无局部激性,蒙昧热源性,是最具有价值的合成医用高分子材料之一.2.聚氨酯弹性体的运用和开辟综上所述,聚氨酯弹性体的分解机能是十分优胜的.近年来,列都城在依据市场需求情形增强其运用开辟研讨,开辟的重点在以下几个方面：2.1汽车用聚氨酯弹性体现今的汽车工业正在向高机能.低重量.舒适与安全的偏向成长.橡塑合成材料正在慢慢代替金属材料,这就为聚氨酯弹性体的运用开拓了极为辽阔的远景.美国Goodrich公司开辟出第二代TPU,其商务名为Estaloc.该产品保持了第一代TPU Estaloc的特征,并采用中空玻璃球作填料,使光泽度进步了15%以上,可用于制造汽车边板和减震垫等.在汽车上安装安全气囊,是现代汽车工业成长的须要,对破坏驾驶员的性命安全有重大感化.这种气囊必须具备必定强度才能经受高速冲击,还要有较好的低温顺性,合实用聚氨酯制造,每个气囊用胶量约300克.我国大部分汽车尚未安装气囊,市场需求量很大.运用聚氨酯弹性体的高强度和高承载才能.可制造中低速载重车辆用轮胎,强度和高承载才能,可制造中低速载重车辆用轮胎,其承载才能是用自然胶制造的同规格轮胎的7倍.近年来,一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研讨开辟之中,它是以新旧橡胶光胎为基体,浇注上必定厚度的高耐磨.耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层,今朝正处于里程实验阶段,不久后有望投入指临盆.2.2建筑用聚氨酯弹性体传统的沥青油毡防水材料已慢慢被牢固耐用.整体施工的聚氨酯防水材料所替代;活动场的跑道在10年前只有国度级的正式竞赛场地才用聚氨酯铺装材料,而如今大部分省市体育场.大中专院校,甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道;大型桥梁的伸缩缝.飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开端采用常温固化的聚氯酯弹性体系体例作高速铁路的轨枕是十分幻想的材料,日本新干线铁路经由过程的地道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料.这一新的运用充分施展了聚氯酸弹性体质轻.吸震性好.耐老化等特色,很好推广价值.2.3矿山用聚氯酯弹性体煤矿.金属及非金属矿山对高耐磨.高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大.近10年来,很多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板代替了轻盈的金属筛板,不仅大大延长了筛板的运用寿命,并且明显降低了操作情形的噪音,节能降耗后果明显.其它如用于制造固体分别的旋流器.阻燃抗静电的耐磨运输带.矿用单轨吊车的实芯轮.煤矿喷浆机用联合板.万吨电动轮自卸车上的油密封圈.高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山扶植施展了伟大感化.今朝还有很多矿山用耐磨弹性成品正等待我们去开辟和推广.2.4鞋用聚氯酯弹性体自从台商纷纭来到大陆,我国的制鞋业成长敏捷.聚氯酯弹性具有缓冲机能好.质轻.耐磨.防滑等长处,现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料,高尔夫球鞋.棒球鞋.足球鞋.滑雪鞋.旅游鞋.安全鞋等很多鞋的鞋底.鞋跟.鞋头.鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体系体例成的,不仅美不雅大方,并且舒适耐用,还能进步活动成绩.2.5医用聚氨酯弹性体优胜的生物相容性.血液相容性.无各类添加剂是TPU和CPU材料在医疗范畴获得运用的重要原因.今朝已开辟成功的医用弹性体系体例品有：气管套管.假肢.筹划生育用的栓堵剂.颅骨缺损修补材料.安全套等等,其在医疗卫生范畴运用的远景还十分辽阔.2.6新型聚氨酯复合板材英国正在开辟一种称为SPS夹板层体系的聚氨酯复合板材,将给造船业带来一场革命.它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中央的40mm厚的聚氨酯弹性体,一旦开辟成功,可代替传统造船业用的增强钢板材料,其长处是：节俭制造时光.勤俭钢板.减轻船体重量.抗冲击.耐疲惫.减震.消音.隔热.一旦未来采用SPS体系的复合材料来造船的话,造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字.。

聚氨酯弹性体参考配方配方如下：1.聚酯多元醇：60-70份2.异佛尔酮二异氰酸酯(TDI)：30-40份3.链延长剂：2-3份4.稳定剂：0.2-0.5份5.催化剂：0.5-1份6.塑料化剂：根据需要添加聚酯多元醇是聚氨酯制备的主要原料，可以选择聚酯多元醇根据需要的性能来确定。

常用的聚酯多元醇有聚酯多元醇A、聚酯多元醇B等。

聚酯多元醇具有良好的柔软性、耐磨性和低温性能。

异佛尔酮二异氰酸酯(TDI)是聚氨酯制备的硬段原料，可以通过调整其用量来控制聚氨酯材料的硬度和弹性。

在配方中，可以根据需要将TDI分为两个部分添加，一部分作为预聚体与聚酯多元醇反应，另一部分作为链延长剂与预聚体反应，从而得到所需的硬度和弹性。

链延长剂用于调节聚氨酯材料的分子量和柔软性，一般选择具有双官能团的分子作为链延长剂。

常用的链延长剂有乙二醇、丁二醇等。

稳定剂用于提高聚氨酯材料的稳定性，防止氧化和黄变等现象的发生。

可以选择有机锡化合物等作为稳定剂。

催化剂用于促进聚氨酯材料的硬化反应，常用的催化剂有二甲苯胺(DMA)、四乙基二氮唑(DABCO)等。

塑料化剂可以根据需要添加，用于调节聚氨酯材料的流动性和柔软性。

常用的塑化剂有聚醚、聚乙烯醇等。

配方制备过程如下：1.将聚酯多元醇、TDI和链延长剂按照配方比例混合搅拌，使其均匀混合。

2.添加稳定剂和催化剂，继续搅拌混合。

3.如有需要，可以添加塑化剂进行调节，继续搅拌混合。

4.将混合物倒入模具中，进行加热硬化过程，通常需要在150-200°C下进行。

5.根据需要，可以通过改变硬化温度和时间来调节聚氨酯弹性体的硬度和弹性。

以上是一种聚氨酯弹性体的参考配方和制备过程，需要根据具体需求进行调整。

在实际制备过程中，还需要进行反应的控制和工艺的优化，以获得所需的产品性能。

可　生　物　降　解　聚　氨　酯张子鹏　顾利霞(中国纺织大学材料学院　上海　200051) 摘　要　本文综述了目前开发的可生物降解聚氨酯的合成及其降解机理,并对可生物降解聚氨酯的发展前景作了评述。

关键词　可生物降解　聚氨酯　降解机理BIODEGRADAB L E POLY URETHANEZhang Z ipeng　G u Lixia(China T extile University,Shanghai,200051) Abstract　The synthesis and biodegradation mechanism of biodegradable polyurethane are reviewed,and its development prospects are als o discussed in this article.K ey w ords　biodegradable　polyurethane　biodegradation mechanism 聚氨酯(PU)材料是一类性能优异的高分子材料,广泛地应用于交通运输、冶金、建筑、轻工、印刷等工业领域。

到了90年代,聚氨酯越来越多地进入航空、航天、汽车等领域,市场正持续向高峰发展[1]。

预计到2000年,世界聚氨酯年消费量将达到870万t,年均增长率为9%,其中亚太地区年消费平均增长率为10%～20%,超过了世界的的年平均增长率。

而我国是聚氨酯最有潜力、最有希望的市场,年均增长率约为15%[2]。

但是,聚氨酯有不能自然降解的缺点,所以聚氨酯的蓬勃发展也带来了其废弃物污染环境的问题,开发可生物降解聚氨酯材料被认为是解决这一难题的理想途径之一。

1　可生物降解聚氨酯的合成利用聚氨酯的异氰酸酯组分的异氰酸酯基团(-NC O)的高活性和天然高分子化合物的可生物降解性能,把含有多个羟基(-OH)的天然高分子化合物作为聚氨酯多元醇组分之一,制成各种聚氨酯材料,既可以减少多元醇的用量,降低成本,又能赋予制品生物降解性能。

热塑性聚氨酯弹性体耐热性能研究热塑性聚氨酯弹性体耐热性能研究引言热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是一种由聚酯型双组分聚合物制成的弹性体材料，其独特的性能使其在许多领域得到广泛应用。

然而，随着高温工况的不断增加，TPU的耐热性能逐渐成为一个关键的研究焦点。

本文旨在系统地研究TPU在高温环境下的耐热性能，并探讨其热性质、热分解行为以及热稳定性的影响因素。

1. TPU的热性质热性质是评估TPU耐热性能的重要指标之一。

研究表明，TPU在高温下具有较高的热膨胀系数，这使得其在应用中可能出现尺寸变化和形状失真问题。

此外，随着温度的升高，TPU的硬度和拉伸强度可能会下降。

因此，了解TPU在不同温度下的热性质对于优化和改进其耐热性能至关重要。

2. TPU的热分解行为热分解行为是研究TPU耐高温性能的另一个重要方面。

研究发现，TPU在高温下会发生热分解，产生一些插层气体和固体残留物。

这可能导致TPU材料的性能下降甚至失效。

因此，了解TPU的热分解行为有助于预测其在高温环境下的使用寿命，同时也为改进材料提供了理论依据。

3. 影响TPU热稳定性的因素研究表明，TPU的热稳定性受多种因素的影响，包括材料的成分、分子结构、添加剂等。

改变TPU的成分和添加特定的稳定剂，可以显著改善其耐热性能。

此外，研究还发现，TPU的形状和尺寸对其热稳定性也具有一定的影响。

这些结果为进一步优化TPU的热稳定性提供了方向和理论依据。

4. 提高TPU耐热性能的方法针对TPU在高温下的耐热性能不足，研究人员提出了一些改进方法。

其中包括添加耐热稳定剂、调整材料成分以及纳米填料的引入等。

这些方法在提高TPU的热稳定性方面取得了很好的效果，并为其在高温环境下的应用提供了可行的解决方案。

结论通过对热塑性聚氨酯弹性体（TPU）在高温环境下的耐热性能的研究，我们可以深入了解其热性质、热分解行为以及影响其热稳定性的因素。

通过改进材料成分、添加稳定剂以及其他方法，我们可以有效提高TPU的耐热性能，并推动其在高温环境中的应用。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 简述聚氨酯弹性体的降解及稳定剂简述聚氨酯弹性体的降解及稳定剂热氧降解及其稳定剂热氧降解反应热氧降解是被大气中的氧气引发的自由基链式过程。

对于热氧降解，聚酯型 PUE 比聚醚型 PUE 更稳定，这是由于酯基的内聚能大于醚基的内聚能。

聚醚型 PUE 的热氧降解过程是由在靠近醚键的碳原子上形成氢过氧化物所引发的。

该过程在80℃开始，超过100℃时反应加速。

聚氨化丙烯二元醇比聚氧化乙烯二元醇更轻易发生热氧化降解，这是由于叔碳原子上的氢原子稳定性差，形成不稳定的氢过氧化物，从而诱发了自动氧化过程。

热氧降解稳定剂用作 PUE 的热氧降解稳定剂有两类，一类是自由基链封闭剂，另一类是过氧化物分解剂。

自由基链封闭剂自由基链封闭剂有受阻酚和芳香族仲胺两类。

受阻酚类自由基链封闭剂有 4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚、四[- （4-羟基苯基-3，5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇酯、2，2-亚甲基-双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯。

芳香族仲胺类的自由基链封闭剂有 N，N-二苯基对苯二胺、N-苯基-N-环已基对苯二胺、N，N-二--萘基对苯二胺、N-苯基- N-异丙基1 / 8对苯二胺。

自由基链封闭剂的稳定机理[4]是：它们的分子中所含的活性氢原子与热氧降解过程中天生的大分子自由基反应，天生大分子氢过氧化物和稳定的自由基。

以 4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚为例，受阻酚类化合物稳定过程。

以 N，N-二苯基对苯二胺为例。

过氧化物分解剂过氧化物分解剂有硫酯和亚磷酸酯两类[1，4，6]。

硫酯类化合物有硫代二丙酸月桂酯、2，2-硫代双[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸乙酯]等。